(57)【要約】【課題】  溝のピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られる、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置を提供する。【解決手段】  光源からの出射光を回折光学素子３ａによって、０次光であるメインビーム、±１次回折光であるサブビームに分割する。回折光学素子３ａには領域１１ａ〜１１ｈの八つに分割された回折格子が形成されている。領域１１ａ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｈにおける格子の位相と領域１１ｂ、１１ｃ、１１ｆ、１１ｇにおける格子の位相とは互いにπだけずれている。メインビームの集光スポットとサブビームの集光スポットとは、光記録媒体の同一のトラック上に配置される。メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差、和をそれぞれトラック誤差信号、レンズ位置信号とする。【選択図】  図１
2005353187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、この光源からの出射光を往路においてメインビーム及びサブビームに分割する回折光学素子と、この回折光学素子で分割された往路における前記メインビーム及びサブビームを、螺旋状のトラックを有する円盤状の光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体で反射された復路における前記メインビーム及びサブビームを受光する光検出器とを有する光ヘッド装置において、
前記回折光学素子の少なくとも一部分には、前記光記録媒体の接線方向に平行な三本以上の複数の直線によって四つ以上の複数の領域に分割された回折格子が形成されており、前記複数の領域のうち隣接する二つの領域の間では、格子の位相が互いにπだけずれている、
ことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
前記メインビーム及びサブビームの集光スポットは、それぞれ前記光記録媒体の同一のトラック上に配置される、
請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記回折光学素子の全体に、前記複数の領域に分割された回折格子が形成された、
請求項１又は２記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記光検出器は、前記メインビーム及びサブビームのそれぞれからプッシュプル信号を検出するように構成されている、
請求項３記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記メインビームのプッシュプル信号と前記サブビームのプッシュプル信号との差をトラック誤差信号とする、
請求項４記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記メインビームのプッシュプル信号と前記サブビームのプッシュプル信号との和をレンズ位置信号とする、
請求項４記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記回折光学素子には、入射光の光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に平行な直線と、入射光の光軸に関して対称で前記光記録媒体の接線方向に平行な六本の直線とによって、一端から他端へ向かって第一乃至第八の八つの領域に分割された回折格子が形成され、
前記第一、第三、第五及び第七の領域における格子の位相と前記第二、第四、第六及び第八の領域における格子の位相とが、互いにπだけずれている、
請求項３乃至６のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記入射光の光軸から前記第三の領域と前記第四の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第五の領域と前記第六の領域との境界までの距離をそれぞれＬ１とし、
前記入射光の光軸から前記第二の領域と前記第三の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第六の領域と前記第七の領域との境界までの距離をそれぞれＬ２とし、
前記入射光の光軸から前記第一の領域と前記第二の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第七の領域と前記第八の領域との境界までの距離をそれぞれＬ３とし、
前記光源の波長をλ、前記対物レンズの焦点距離をｆ、第一の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ１、第二の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ２（ただしＴｐ１＜Ｔｐ２）としたとき、
Ｌ１＝ｆ・λ・（２／Ｔｐ２−１／Ｔｐ１）、
Ｌ２＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ１−１／Ｔｐ２）、
Ｌ３＝ｆ・λ／Ｔｐ２
が成り立つ、
請求項７記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記回折光学素子には、入射光の光軸に関して対称で前記光記録媒体の接線方向に平行な六本の直線によって、一端から他端へ向かって第一乃至第七の七つの領域に分割された回折格子が形成され、
前記第一、第三、第五及び第七の領域における格子の位相と前記第二、第四及び第六の領域における格子の位相とが、互いにπだけずれている、
請求項３乃至６のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
前記入射光の光軸から前記第三の領域と前記第四の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第四の領域と前記第五の領域との境界までの距離をそれぞれＬ１とし、
前記入射光の光軸から前記第二の領域と前記第三の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第五の領域と前記第六の領域との境界までの距離をそれぞれＬ２とし、
前記入射光の光軸から前記第一の領域と前記第二の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第六の領域と前記第七の領域との境界までの距離をそれぞれＬ３とし、
前記光源の波長をλ、前記対物レンズの焦点距離をｆ、第一の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ１、第二の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ２（ただしＴｐ１＜Ｔｐ２）としたとき、
Ｌ１＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ２−１／２Ｔｐ１）、
Ｌ２＝ｆ・λ／２Ｔｐ２、
Ｌ３＝ｆ・λ／２Ｔｐ１
が成り立つ、
請求項９記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記回折光学素子は第一の部分と第二の部分とから構成され、
前記第一の部分には単一の領域から成る回折格子が形成され、
前記第二の部分には、前記光記録媒体の接線方向に平行な直線で複数の領域に分割された回折格子が形成され、前記複数の領域のうち隣接する二つの領域の間では、格子の位相が互いにπだけずれている、
請求項１又は２記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記光検出器は、前記第一の部分からのサブビーム及び前記第二の部分からのサブビームのそれぞれからプッシュプル信号を検出する、
請求項１１記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】
前記第一の部分からのサブビームのプッシュプル信号と前記第二の部分からのサブビームのプッシュプル信号との差をトラック誤差信号とする、
る請求項１２記載の光ヘッド装置。
【請求項１４】
前記第一の部分からのサブビームのプッシュプル信号と前記第二の部分からのサブビームのプッシュプル信号との和をレンズ位置信号とする、
請求項１２記載の光ヘッド装置。
【請求項１５】
前記第二の部分には、入射光の光軸を通り前記光記録媒体の接線方向に平行な直線と、入射光の光軸に関して対称で前記光記録媒体の接線方向に平行な六本の直線とによって、一端から他端へ向かって第一乃至第八の八つの領域に分割された回折格子が形成され、
前記第一、第三、第五及び第七の領域における格子の位相と前記第二、第四、第六及び第八の領域における格子の位相とが、互いにπだけずれている、
請求項１１乃至１４のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１６】
前記入射光の光軸から前記第三の領域と前記第四の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第五の領域と前記第六の領域との境界までの距離をそれぞれＬ１とし、
前記入射光の光軸から前記第二の領域と前記第三の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第六の領域と前記第七の領域との境界までの距離をそれぞれＬ２とし、
前記入射光の光軸から前記第一の領域と前記第二の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第七の領域と前記第八の領域との境界までの距離をそれぞれＬ３とし、
前記光源の波長をλ、前記対物レンズの焦点距離をｆ、第一の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ１、第二の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ２（ただしＴｐ１＜Ｔｐ２）としたとき、
Ｌ１＝ｆ・λ・（２／Ｔｐ２−１／Ｔｐ１）、
Ｌ２＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ１−１／Ｔｐ２）、
Ｌ３＝ｆ・λ／Ｔｐ２
が成り立つ、
請求項１５記載の光ヘッド装置。
【請求項１７】
前記第二の部分には、入射光の光軸に関して対称で前記光記録媒体の接線方向に平行な六本の直線によって、一端から他端へ向かって第一乃至第七の七つの領域に分割された回折格子が形成され、
前記第一、第三、第五及び第七の領域における格子の位相と前記第二、第四及び第六の領域における格子の位相とが、互いにπだけずれている、
請求項１１乃至１４のいずれかに記載の光ヘッド装置。
【請求項１８】
前記入射光の光軸から前記第三の領域と前記第四の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第四の領域と前記第五の領域との境界までの距離をそれぞれＬ１とし、
前記入射光の光軸から前記第二の領域と前記第三の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第五の領域と前記第六の領域との境界までの距離をそれぞれＬ２とし、
前記入射光の光軸から前記第一の領域と前記第二の領域との境界までの距離、及び前記入射光の光軸から前記第六の領域と前記第七の領域との境界までの距離をそれぞれＬ３とし、
前記光源の波長をλ、前記対物レンズの焦点距離をｆ、第一の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ１、第二の種類の前記光記録媒体の溝のピッチをＴｐ２（ただしＴｐ１＜Ｔｐ２）としたとき、
Ｌ１＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ２−１／２Ｔｐ１）、
Ｌ２＝ｆ・λ／２Ｔｐ２、
Ｌ３＝ｆ・λ／２Ｔｐ１
が成り立つ、
請求項１７に記載の光ヘッド装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかに記載の光ヘッド装置と、前記光源を駆動する第一の回路と、前記光検出器の出力信号に基づいて再生信号及び誤差信号を生成する第二の回路と、前記誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第三の回路と、
を有する光学式情報記録再生装置。
【請求項２０】
前記第一の回路は、前記光源を記録信号に基づいて駆動する、
請求項１９記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項２１】
前記第一の回路は、前記光源を一定の出力で駆動する、
請求項１９記載の光学式情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に対して記録及び／又は再生を行うための光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置に関し、特に、溝のピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られる光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
追記型及び書換可能型の光記録媒体には、通常はトラッキングを行うための溝が形成されている。これらの光記録媒体に対してトラック誤差信号を検出する場合、通常はプッシュプル法による検出を行う。しかし、プッシュプル法によるトラック誤差信号は、光ヘッド装置の対物レンズが光記録媒体の半径方向にシフトするとオフセットを生じる。このようなレンズシフトによるオフセットに起因する記録再生特性の悪化を防ぐため、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置には、トラック誤差信号にレンズシフトによるオフセットを生じない工夫が求められる。
【０００３】
一方、光ヘッド装置が光記録媒体に対してトラックフォロー動作を行う際には、通常は光ヘッド装置の対物レンズがトラック誤差信号に応じて光記録媒体のトラックに追従し、光ヘッド装置の対物レンズを除く光学系に対して対物レンズが機械的な中立位置からずれないように、光ヘッド装置の対物レンズを除く光学系が対物レンズに追従する。また、光ヘッド装置が光記録媒体に対してシーク動作を行う際には、通常は光ヘッド装置の対物レンズを除く光学系に対して対物レンズを機械的な中立位置に固定し、光ヘッド装置の対物レンズを除く光学系がシーク信号に応じて光記録媒体の半径方向に移動する。このようなトラックフォロー動作及びシーク動作を安定して行うため、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置には、対物レンズの機械的な中立位置からのずれ量を表わすレンズ位置信号を検出できる工夫が求められる。
【０００４】
ところで、一般に、光記録媒体への入射光の側から見て、光記録媒体に形成された溝の凹部をランド、凸部をグルーブと呼ぶ。追記型及び書換可能型の光記録媒体には、ＤＶＤ−Ｒ（Digital Versatile Disc-Recordable）やＤＶＤ−ＲＷ（Digital Versatile
Disc-Rerecordable）のように、グルーブのみに対して記録再生を行うグルーブ記録方式の光記録媒体と、ＤＶＤ−ＲＡＭ（Digital
Versatile Disc-Rewritable）のように、ランドとグルーブの両方に対して記録再生を行うランド／グルーブ記録方式の光記録媒体がある。通常は、グルーブ記録方式の光記録媒体における溝のピッチは、ランド／グルーブ記録方式の光記録媒体における溝のピッチに比べて狭い。光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置には、このような溝のピッチが異なる複数の光記録媒体に対応できる工夫が求められる。
【０００５】
溝のピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対し、トラック誤差信号にレンズシフトによるオフセットを生じず、かつレンズ位置信号を検出できる光ヘッド装置としては、特許文献１の記載に基づく光ヘッド装置が考えられる。
【０００６】
図１４に、特許文献１の記載に基づく光ヘッド装置の構成を示す。半導体レーザ１からの出射光は、コリメータレンズ２で平行光化され、回折光学素子３ｅによりメインビームである０次光及びサブビームである±１次回折光の三つの光に分割される。これらの光は、偏光ビームスプリッタ４にＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５を透過して直線偏光から円偏光に変換され、対物レンズ６でディスク７上に集光される。ディスク７からの三つの反射光は、対物レンズ６を逆向きに透過し、１／４波長板５を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４にＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、円筒レンズ８及びレンズ９を透過して光検出器１０で受光される。光検出器１０は、円筒レンズ８及びレンズ９の二つの焦線の中間に設置されている。
【０００７】
図１５は回折光学素子３ｅの平面図である。回折光学素子３ｅは、入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線によって、領域１５ａ、１５ｂの二つに分割された回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向はいずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンはいずれも等間隔の直線状である。領域１５ａ、１５ｂにおける格子の間隔は等しい。領域１５ａにおける格子の位相と領域１５ｂにおける格子の位相とは、互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【０００８】
ここで、半導体レーザ１の波長をλ、格子の屈折率をｎ、格子の高さをｈとし、ｈ＝０．１１５λ／（ｎ−１）であるとする。このとき、格子の透過率は約８７．５％、±１次回折効率はそれぞれ約５．１％となる。すなわち、領域１５ａ、１５ｂに入射した光は、０次光として約８７．５％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。領域１５ａからの＋１次回折光の位相と領域１５ｂからの＋１次回折光の位相とは互いにπだけずれ、同様に領域１５ａからの−１次回折光の位相と領域１５ｂからの−１次回折光の位相とは互いにπだけずれる。
【０００９】
ディスク７上には、回折光学素子３ｅからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する三つの集光スポットが形成される。三つの集光スポットはディスク７の同一のトラック上に配置される。
【００１０】
図１６に、光検出器１０の受光部のパタンと光検出器１０上の光スポットの配置とを示す。光スポット１６ａは、回折光学素子３ｅからの０次光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線と半径方向に平行な分割線とによって四つに分割された受光部１７ａ〜１７ｄで受光される。光スポット１６ｂは、回折光学素子３ｅからの＋１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線と半径方向に平行な分割線とによって四つに分割された受光部１７ｅ〜１７ｈで受光される。光スポット１６ｃは、回折光学素子３ｅからの−１次回折光に相当し、光軸を通るディスク７の接線方向に平行な分割線と半径方向に平行な分割線とによって四つに分割された受光部１７ｉ〜１７ｌで受光される。ディスク７上の三つの集光スポットの列は接線方向であるが、円筒レンズ８及びレンズ９の作用により、光検出器１０上の光スポット１６ａ、１６ｂ、１６ｃの列は半径方向となる。
【００１１】
受光部１７ａ〜１７ｌからの出力をそれぞれＶ１７ａ〜Ｖ１７ｌで表わすと、フォーカス誤差信号は非点収差法により、ＦＥ＝（Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｄ）−（Ｖ１７ｂ＋Ｖ１７ｃ）の演算から得られる。メインビームである光スポット１６ａによるプッシュプル信号は、ＰＰＭ＝（Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｂ）−（Ｖ１７ｃ＋Ｖ１７ｄ）の演算から得られる。サブビームである光スポット１６ｂ、１６ｃによるプッシュプル信号は、ＰＰＳ＝（Ｖ１７ｅ＋Ｖ１７ｆ＋Ｖ１７ｉ＋Ｖ１７ｊ）−（Ｖ１７ｇ＋Ｖ１７ｈ＋Ｖ１７ｋ＋Ｖ１７ｌ）の演算から得られる。差動プッシュプル法によるトラック誤差信号は、ＴＥ＝ＰＰＭ−α・ＰＰＳ（αは定数）の演算から得られる。レンズ位置信号は、ＬＰ＝ＰＰＭ＋β・ＰＰＳ（βは定数）の演算から得られる。また、ＲＦ信号は、ＲＦ＝Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｂ＋Ｖ１７ｃ＋Ｖ１７ｄの演算から得られる。
【特許文献１】特開平９−８１９４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１７に、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射したサブビーム及びディスク７で回折されたサブビームの位相を示す。ただし、サブビームである集光スポットは、ディスク７のトラックの中心に位置しているとする。領域２４ａ、２４ｂは、ディスク７で０次光として反射したサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｅの領域１５ａ、１５ｂからの回折光に相当する。領域２５ａ、２５ｂは、ディスク７で＋１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｅの領域１５ａ、１５ｂからの回折光に相当する。領域２６ａ、２６ｂは、ディスク７で−１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｅの領域１５ａ、１５ｂからの回折光に相当する。図中に＋と記載されている領域と−と記載されている領域との間では、光の位相が互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【００１３】
図中のＲは対物レンズ６の有効半径、Ｄ１はディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとの対物レンズ６の瞳面上における中心間の距離である。半導体レーザ１の波長をλ、対物レンズ６の焦点距離をｆ、対物レンズ６の開口数をＮＡ、グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ１とすると、Ｒ＝ｆ・ＮＡ、Ｄ１＝ｆ・λ／Ｔｐ１が成り立つ。ここで、λ＝４０５ｎｍ、ｆ＝３．０５ｍｍ、ＮＡ＝０．６５、Ｔｐ１＝０．４μｍとすると、Ｒ＝１．９８ｍｍ、Ｄ１＝３．０９ｍｍとなる。
【００１４】
図１８に、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射したサブビーム及びディスク７で回折されたサブビームの位相を示す。ただし、サブビームである集光スポットはディスク７のトラックの中心に位置しているとする。領域２４ａ、２４ｂは、ディスク７で０次光として反射したサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｅの領域１５ａ、１５ｂからの回折光に相当する。領域２５ａ、２５ｂは、ディスク７で＋１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｅの領域１５ａ、１５ｂからの回折光に相当する。領域２６ａ、２６ｂは、ディスク７で−１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｅの領域１５ａ、１５ｂからの回折光に相当する。図中に＋と記載されている領域と−と記載されている領域との間では、光の位相が互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【００１５】
図中のＲは対物レンズ６の有効半径、Ｄ２はディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとの対物レンズ６の瞳面上における中心間の距離である。半導体レーザ１の波長をλ、対物レンズ６の焦点距離をｆ、対物レンズ６の開口数をＮＡ、ランド／グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ２とすると、Ｒ＝ｆ・ＮＡ、Ｄ２＝ｆ・λ／Ｔｐ２が成り立つ。ここで、λ＝４０５ｎｍ、ｆ＝３．０５ｍｍ、ＮＡ＝０．６５、Ｔｐ２＝０．６８μｍとすると、Ｒ＝１．９８ｍｍ、Ｄ２＝１．８２ｍｍとなる。
【００１６】
プッシュプル信号は、ディスク７で反射した光とディスク７で回折された光とが重なる部分において両者が干渉し、それぞれの位相によって干渉した光の強度が変化することを利用して検出される。ディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとが重なる部分において、両者の位相が互いにπだけずれていると、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。一方、両者の位相が一致していると、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が一致する。
【００１７】
図１９に、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す。計算条件としては、図１７で述べた条件に加え、ディスク７の溝の深さを０．１λとした。図１９（ａ）はオフトラック量とメインビームのプッシュプル信号との関係、図１９（ｂ）はオフトラック量とサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されており、図の縦軸はディスク７に溝がない場合の和信号のレベルで規格化されている。
【００１８】
図１７においては、０次光の領域２４ａと＋１次回折光の領域２５ｂとが重なっており、０次光の領域２４ｂと−１次回折光の領域２６ａとが重なっている。領域２４ａと領域２５ｂとの間では光の位相が互いにπだけずれており、領域２４ｂと領域２６ａとの間では光の位相が互いにπだけずれている。したがって、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。
【００１９】
レンズシフトがあると、領域２４ａと領域２４ｂの境界、領域２５ａと領域２５ｂの境界、領域２６ａと領域２６ｂの境界が、レンズシフトの向きに応じて図１７の左側又は右側へずれる。しかし、想定されるレンズシフト量の最大値を２００μｍとすると、０次光の領域２４ａと＋１次回折光の領域２５ｂとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域２４ｂと−１次回折光の領域２６ａとが重なる部分の幅は変わらない。
【００２０】
上述の理由により、図１９（ａ）と図１９（ｂ）を比較するとわかるように、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転している。しかも、レンズシフト量に依存せず、サブビームのプッシュプル信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。
【００２１】
一方、図１９（ａ）、図１９（ｂ）のいずれにおいても、レンズシフトがあるとプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じており、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加している。ここではオフセットの符号は負であるが、レンズシフトの向きが逆になるとオフセットの符号は正になる。
【００２２】
図２０に、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す。計算条件は図１９で述べた条件と同じである。図２０（ａ）はオフトラック量と差動プッシュプル法によるトラック誤差信号との関係、図２０（ｂ）はオフトラック量とレンズ位置信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。
【００２３】
図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されている。メインビーム、サブビームの和信号をそれぞれＳＵＭＭ、ＳＵＭＳとすると、図１９（ａ）、図１９（ｂ）の縦軸はそれぞれＰＰＭ／ＳＵＭＭ、ＰＰＳ／ＳＵＭＳで与えられる。ここでα＝β＝ＳＵＭＭ／ＳＵＭＳとすると、図２０（ａ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ−ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＴＥ／（ＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳ）、図２０（ｂ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ＋ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＬＰ／（ＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳ）である。すなわち、図２０（ａ）の縦軸はＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳで規格化されており、図２０（ｂ）の縦軸はＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳで規格化されている。
【００２４】
図２０（ａ）においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られている。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は一定である。
【００２５】
一方、図２０（ｂ）においては、レンズシフト量に依存せず、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られている。
【００２６】
図２１に、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す。計算条件としては、図１８で述べた条件に加え、ディスク７の溝の深さを０．１８λとした。図２１（ａ）はオフトラック量とメインビームのプッシュプル信号との関係、図２１（ｂ）はオフトラック量とサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されており、図の縦軸はディスク７に溝がない場合の和信号のレベルで規格化されている。
【００２７】
図１８においては、０次光の領域２４ａと＋１次回折光の領域２５ｂとが大部分重なっており、０次光の領域２４ｂと−１次回折光の領域２６ａとが大部分重なっている。領域２４ａと領域２５ｂとの間では光の位相が互いにπだけずれており、領域２４ｂと領域２６ａとの間では光の位相が互いにπだけずれている。したがって、これらの部分から得られるサブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。しかし、図１８においては、０次光の領域２４ａと＋１次回折光の領域２５ａ、０次光の領域２４ｂと＋１次回折光の領域２５ｂも一部分重なっており、０次光の領域２４ｂと−１次回折光の領域２６ｂ、０次光の領域２４ａと−１次回折光の領域２６ａも一部分重なっている。領域２４ａと領域２５ａの間、領域２４ｂと領域２５ｂの間では光の位相が一致しており、領域２４ｂと領域２６ｂの間、領域２４ａと領域２６ａの間では光の位相が一致している。したがって、これらの部分から得られるサブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が一致する。
【００２８】
レンズシフトがあると、領域２４ａと領域２４ｂの境界、領域２５ａと領域２５ｂの境界、領域２６ａと領域２６ｂの境界が、レンズシフトの向きに応じて図１８の左側又は右側へずれる。これらの境界が図１８の左側へずれるとすると、０次光の領域２４ａと＋１次回折光の領域２５ｂとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域２４ｂと−１次回折光の領域２６ａとが重なる部分の幅は狭くなる。逆に、０次光の領域２４ｂと＋１次回折光の領域２５ｂとが重なる部分の幅は広くなり、０次光の領域２４ｂと−１次回折光の領域２６ｂとが重なる部分の幅は広くなる。
【００２９】
上述の理由により、図２１（ａ）と図２１（ｂ）を比較するとわかるように、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転している。しかし、サブビームのプッシュプル信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅に比べて小さく、レンズシフト量の増加に伴い、サブビームのプッシュプル信号の振幅とメインビームのプッシュプル信号の振幅との差は増加している。
【００３０】
一方、図２１（ａ）、図２１（ｂ）のいずれにおいても、レンズシフトがあるとプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じており、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加している。ここではオフセットの符号は負であるが、レンズシフトの向きが逆になるとオフセットの符号は正になる。
【００３１】
図２２に、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す。計算条件は図２１で述べた条件と同じである。図２２（ａ）はオフトラック量と差動プッシュプル法によるトラック誤差信号との関係、図２２（ｂ）はオフトラック量とレンズ位置信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。
【００３２】
図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されている。メインビーム、サブビームの和信号をそれぞれＳＵＭＭ、ＳＵＭＳとすると、図２１（ａ）、図２１（ｂ）の縦軸はそれぞれＰＰＭ／ＳＵＭＭ、ＰＰＳ／ＳＵＭＳで与えられる。ここでα＝β＝ＳＵＭＭ／ＳＵＭＳとすると、図２２（ａ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ−ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＴＥ／（ＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳ）、図２２（ｂ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ＋ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＬＰ／（ＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳ）である。すなわち、図２２（ａ）の縦軸はＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳで規格化されており、図２２（ｂ）の縦軸はＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳで規格化されている。
【００３３】
図２２（ａ）においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが殆んど相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを殆んど生じない良好なトラック誤差信号が得られている。しかし、レンズシフトがあるとトラック誤差信号の振幅が低下しており、レンズシフト量の増加に伴い振幅の低下量も増加している。
【００３４】
一方、図２２（ｂ）においては、レンズシフトがないと、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られている。しかし、レンズシフトがあると、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとっても、溝横断雑音が完全に相殺されずに残留しており、レンズシフト量の増加に伴い、残留する溝横断雑音の振幅も増加している。レンズ位置信号の直流成分に対する溝横断雑音の振幅の比は、約１．７７と大きい。
【００３５】
このように、特許文献１の記載に基づく光ヘッド装置においては、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式の光記録媒体に対しては、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られるが、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式の光記録媒体に対しては、レンズシフトがあるとトラック誤差信号の振幅が低下し、レンズ位置信号に溝横断雑音が残留する。
【００３６】
そこで、本発明の目的は、従来の光ヘッド装置における上に述べた課題を解決し、溝のピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られる、光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
本発明に係る光ヘッド装置は、光源と、この光源からの出射光を往路においてメインビーム及びサブビームに分割する回折光学素子と、この回折光学素子で分割された往路におけるメインビーム及びサブビームを、螺旋状のトラックを有する円盤状の光記録媒体上に集光する対物レンズと、光記録媒体で反射された復路におけるメインビーム及びサブビームを受光する光検出器と、を有するものである。そして、回折光学素子の少なくとも一部分には、光記録媒体の接線方向に平行な三本以上の複数の直線によって四つ以上の複数の領域に分割された回折格子が形成されており、複数の領域のうち隣接する二つの領域の間では、格子の位相が互いにπだけずれている。このとき、メインビーム及びサブビームの集光スポットは、それぞれ光記録媒体の同一のトラック上に配置してもよい。また、回折光学素子の全体に、複数の領域に分割された回折格子を形成してもよい。
【００３８】
光検出器は、メインビーム及びサブビームのそれぞれからプッシュプル信号を検出するように構成してもよい。このとき、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との、差をトラック誤差信号、和をレンズ位置信号としてもよい。
【００３９】
回折光学素子には、入射光の光軸を通り光記録媒体の接線方向に平行な直線と、入射光の光軸に関して対称で光記録媒体の接線方向に平行な六本の直線とによって、一端から他端へ向かって第一乃至第八の八つの領域に分割された回折格子を形成してもよい。このとき、第一、第三、第五及び第七の領域における格子の位相と第二、第四、第六及び第八の領域における格子の位相とが、互いにπだけずれることになる。そして、入射光の光軸から第三の領域と第四の領域との境界までの距離、及び入射光の光軸から第五の領域と第六の領域との境界までの距離をそれぞれＬ１とし、入射光の光軸から第二の領域と第三の領域との境界までの距離、及び入射光の光軸から第六の領域と第七の領域との境界までの距離をそれぞれＬ２とし、入射光の光軸から第一の領域と第二の領域との境界までの距離、及び入射光の光軸から第七の領域と第八の領域との境界までの距離をそれぞれＬ３とし、光源の波長をλ、対物レンズの焦点距離をｆ、第一の種類の光記録媒体の溝のピッチをＴｐ１、第二の種類の光記録媒体の溝のピッチをＴｐ２（ただしＴｐ１＜Ｔｐ２）としたとき、Ｌ１＝ｆ・λ・（２／Ｔｐ２−１／Ｔｐ１）、Ｌ２＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ１−１／Ｔｐ２）、Ｌ３＝ｆ・λ／Ｔｐ２が成り立つ、としてもよい。
【００４０】
回折光学素子には、入射光の光軸に関して対称で光記録媒体の接線方向に平行な六本の直線によって、一端から他端へ向かって第一乃至第七の七つの領域に分割された回折格子を形成してもよい。このとき、第一、第三、第五及び第七の領域における格子の位相と第二、第四及び第六の領域における格子の位相とが、互いにπだけずれることになる。そして、入射光の光軸から第三の領域と第四の領域との境界までの距離、及び入射光の光軸から第四の領域と第五の領域との境界までの距離をそれぞれＬ１とし、入射光の光軸から第二の領域と第三の領域との境界までの距離、及び入射光の光軸から第五の領域と第六の領域との境界までの距離をそれぞれＬ２とし、入射光の光軸から第一の領域と第二の領域との境界までの距離、及び入射光の光軸から第六の領域と第七の領域との境界までの距離をそれぞれＬ３とし、光源の波長をλ、対物レンズの焦点距離をｆ、第一の種類の光記録媒体の溝のピッチをＴｐ１、第二の種類の光記録媒体の溝のピッチをＴｐ２（ただしＴｐ１＜Ｔｐ２）としたとき、Ｌ１＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ２−１／２Ｔｐ１）、Ｌ２＝ｆ・λ／２Ｔｐ２、Ｌ３＝ｆ・λ／２Ｔｐ１が成り立つ、としてもよい。
【００４１】
回折光学素子は第一の部分と第二の部分とから構成され、第一の部分には単一の領域から成る回折格子が形成され、第二の部分には、光記録媒体の接線方向に平行な直線で複数の領域に分割された回折格子が形成され、複数の領域のうち隣接する二つの領域の間では、格子の位相が互いにπだけずれている、としてもよい。この第二の部分には、前述した構成を適用してもよい。
【００４２】
本発明に係る光学式情報記録再生装置は、本発明に係る光ヘッド装置と、光源を駆動する第一の回路と、光検出器の出力信号に基づいて再生信号及び誤差信号を生成する第二の回路と、誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御する第三の回路と、を有するものである。このとき、第一の回路は、光源を記録信号に基づいて駆動する、又は光源を一定の出力で駆動する、としてもよい。
【００４３】
換言すると、本発明の光ヘッド装置は、光源と、該光源からの出射光をメインビームとサブビームに分割する回折光学素子と、該回折光学素子で分割された前記メインビーム及び前記サブビームを光記録媒体上に集光する対物レンズと、前記光記録媒体で反射された前記メインビーム及び前記サブビームを受光する光検出器を有する光ヘッド装置において、前記回折光学素子の少なくとも一部分には、前記光記録媒体の接線方向に平行な直線で複数の領域に分割された回折格子が形成されており、前記複数の領域のうち隣接する二つの領域の間では、格子の位相が互いにπだけずれていることを特徴とする。
【００４４】
また、本発明の光学式情報記録再生装置は、本発明の光ヘッド装置と、前記光源を駆動する第一の回路と、前記光検出器の出力信号に基づいて再生信号及び誤差信号を生成する第二の回路と、前記誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御する第三の回路とを有することを特徴とする。
【００４５】
本発明の光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置においては、複数種類の光記録媒体のいずれに対しても、光記録媒体で反射したサブビームと光記録媒体で回折されたサブビームが重なる部分において、レンズシフト量に依存せず、両者の位相が互いにπだけずれている。
【００４６】
したがって、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。しかも、レンズシフト量に依存せず、サブビームのプッシュプル信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。さらに、レンズシフトがあるとメインビームのプッシュプル信号、サブビームのプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じ、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加する。
【００４７】
このため、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号の差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られる。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は一定である。さらに、レンズシフト量に依存せず、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号の和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られる。
【発明の効果】
【００４８】
上に述べたように、本発明の光ヘッド装置及び光学式情報記録再生装置の効果は、溝のピッチが異なる複数種類の光記録媒体に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られることである。その理由は、複数種類の光記録媒体のいずれに対しても、光記録媒体で反射したサブビームと光記録媒体で回折されたサブビームが重なる部分において、レンズシフト量に依存せず、両者の位相が互いにπだけずれているためである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００５０】
本発明の光ヘッド装置の第一実施形態は、図１４に示す光ヘッド装置における回折光学素子３ｅを、回折光学素子３ａに置き換えたものである。
【００５１】
図１は回折光学素子３ａの平面図である。回折光学素子３ａは、入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線と入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な六本の直線とによって、領域１１ａ〜１１ｈの八つに分割された回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向はいずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンはいずれも等間隔の直線状である。領域１１ａ〜１１ｈにおける格子の間隔は全て等しい。領域１１ａ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｈにおける格子の位相と領域１１ｂ、１１ｃ、１１ｆ、１１ｇにおける格子の位相とは、互いにπだけずれている。例えば、格子が凹凸構造から成るのであれば、その凹部と凸部とが互いに入れ替わっている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。図面では、格子の凹凸構造の一周期分を一本の直線で示している。ただし、その直線は、格子を概念的に表しているだけなので、直線の本数が実際の格子の本数等に一致するわけではない。
【００５２】
ここで、半導体レーザ１の波長をλ、格子の屈折率をｎ、格子の高さをｈとし、ｈ＝０．１１５λ／（ｎ−１）であるとする。このとき、格子の透過率は約８７．５％、±１次回折効率はそれぞれ約５．１％となる。すなわち、領域１１ａ〜１１ｈに入射した光は０次光として約８７．５％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。領域１１ａ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｈからの＋１次回折光の位相と領域１１ｂ、１１ｃ、１１ｆ、１１ｇからの＋１次回折光の位相とは互いにπだけずれ、同様に領域１１ａ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｈからの−１次回折光の位相と領域１１ｂ、１１ｃ、１１ｆ、１１ｇからの−１次回折光の位相とは互いにπだけずれる。
【００５３】
ディスク７上には、回折光学素子３ａからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する三つの集光スポットが形成される。三つの集光スポットはディスク７の同一のトラック上に配置される。
【００５４】
本実施形態における光検出器１０の受光部のパタンと光検出器１０上の光スポットの配置とは、図１６に示すものと同じである。本実施形態においては、図１４に示す光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、メインビームのプッシュプル信号、サブビームのプッシュプル信号、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、レンズ位置信号、ＲＦ信号が得られる。
【００５５】
図２に、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射したサブビーム及びディスク７で回折されたサブビームの位相を示す。ただし、サブビームである集光スポットは、ディスク７のトラックの中心に位置しているとする。領域１８ａ〜１８ｈは、ディスク７で０次光として反射したサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ａの領域１１ａ〜１１ｈからの回折光に相当する。領域１９ａ〜１９ｈは、ディスク７で＋１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ａの領域１１ａ〜１１ｈからの回折光に相当する。領域２０ａ〜２０ｈは、ディスク７で−１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ａの領域１１ａ〜１１ｈからの回折光に相当する。図中に＋と記載されている領域と−と記載されている領域との間では、光の位相が互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【００５６】
図中のＲは対物レンズ６の有効半径、Ｄ１はディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとの対物レンズ６の瞳面上における中心間の距離、Ｌ１は回折光学素子３ａの光軸（領域１１ａと領域１１ｂの境界）から領域１１ｃと領域１１ａの境界及び領域１１ｂと領域１１ｄの境界までの距離、Ｌ２は回折光学素子３ａの光軸（領域１１ａと領域１１ｂの境界）から領域１１ｅと領域１１ｃの境界及び領域１１ｄと領域１１ｆの境界までの距離、Ｌ３は回折光学素子３ａの光軸（領域１１ａと領域１１ｂの境界）から領域１１ｇと領域１１ｅの境界及び領域１１ｆと領域１１ｈの境界までの距離である。
【００５７】
半導体レーザ１の波長をλ、対物レンズ６の焦点距離をｆ、対物レンズ６の開口数をＮＡ、グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ１、ランド／グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ２とすると、Ｒ＝ｆ・ＮＡ、Ｄ１＝ｆ・λ／Ｔｐ１が成り立つ。また、Ｌ１＝ｆ・λ・（２／Ｔｐ２−１／Ｔｐ１）、Ｌ２＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ１−１／Ｔｐ２）、Ｌ３＝ｆ・λ／Ｔｐ２である。ここで、λ＝４０５ｎｍ、ｆ＝３．０５ｍｍ、ＮＡ＝０．６５、Ｔｐ１＝０．４μｍ、Ｔｐ２＝０．６８μｍとすると、Ｒ＝１．９８ｍｍ、Ｄ１＝３．０９ｍｍ、Ｌ１＝０．５５ｍｍ、Ｌ２＝１．２７ｍｍ、Ｌ３＝１．８２ｍｍとなる。なお、回折光学素子３ａから対物レンズ６までの間にレンズ系が挿入されている場合、回折光学素子３ａ上におけるＬ１〜Ｌ３の値には、上に述べたＬ１〜Ｌ３の値に対し、レンズ系の倍率に応じた補正が行われる。
【００５８】
図３に、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射したサブビーム及びディスク７で回折されたサブビームの位相を示す。ただし、サブビームである集光スポットはディスク７のトラックの中心に位置しているとする。領域１８ａ〜１８ｈは、ディスク７で０次光として反射したサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ａの領域１１ａ〜１１ｈからの回折光に相当する。領域１９ａ〜１９ｈは、ディスク７で＋１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ａの領域１１ａ〜１１ｈからの回折光に相当する。領域２０ａ〜２０ｈは、ディスク７で−１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ａの領域１１ａ〜１１ｈからの回折光に相当する。図中に＋と記載されている領域と−と記載されている領域との間では、光の位相が互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【００５９】
図中のＲは対物レンズ６の有効半径、Ｄ２はディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとの対物レンズ６の瞳面上における中心間の距離、Ｌ１は回折光学素子３ａの光軸（領域１１ａと領域１１ｂの境界）から領域１１ｃと領域１１ａの境界及び領域１１ｂと領域１１ｄの境界までの距離、Ｌ２は回折光学素子３ａの光軸（領域１１ａと領域１１ｂの境界）から領域１１ｅと領域１１ｃの境界及び領域１１ｄと領域１１ｆの境界までの距離、Ｌ３は回折光学素子３ａの光軸（領域１１ａと領域１１ｂの境界）から領域１１ｇと領域１１ｅの境界及び領域１１ｆと領域１１ｈの境界までの距離である。
【００６０】
半導体レーザ１の波長をλ、対物レンズ６の焦点距離をｆ、対物レンズ６の開口数をＮＡ、グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ１、ランド／グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ２とすると、Ｒ＝ｆ・ＮＡ、Ｄ２＝ｆ・λ／Ｔｐ２が成り立つ。また、Ｌ１＝ｆ・λ・（２／Ｔｐ２−１／Ｔｐ１）、Ｌ２＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ１−１／Ｔｐ２）、Ｌ３＝ｆ・λ／Ｔｐ２である。ここで、λ＝４０５ｎｍ、ｆ＝３．０５ｍｍ、ＮＡ＝０．６５、Ｔｐ１＝０．４μｍ、Ｔｐ２＝０．６８μｍとすると、Ｒ＝１．９８ｍｍ、Ｄ２＝１．８２ｍｍ、Ｌ１＝０．５５ｍｍ、Ｌ２＝１．２７ｍｍ、Ｌ３＝１．８２ｍｍとなる。なお、回折光学素子３ａから対物レンズ６までの間にレンズ系が挿入されている場合、回折光学素子３ａ上におけるＬ１〜Ｌ３の値には、上に述べたＬ１〜Ｌ３の値に対し、レンズ系の倍率に応じた補正が行われる。
【００６１】
プッシュプル信号は、ディスク７で反射した光とディスク７で回折された光とが重なる部分において両者が干渉し、それぞれの位相によって干渉した光の強度が変化することを利用して検出される。ディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとが重なる部分において、両者の位相が互いにπだけずれていると、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。一方、両者の位相が一致していると、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が一致する。
【００６２】
図４に、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す。計算条件としては、図２で述べた条件に加え、ディスク７の溝の深さを０．１λとした。図４（ａ）はオフトラック量とメインビームのプッシュプル信号との関係、図４（ｂ）はオフトラック量とサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されており、図の縦軸はディスク７に溝がない場合の和信号のレベルで規格化されている。
【００６３】
図２においては、０次光の領域１８ｇと＋１次回折光の領域１９ｄ、０次光の領域１８ｅと＋１次回折光の領域１９ｆ、０次光の領域１８ｃと＋１次回折光の領域１９ｈがそれぞれ重なっており、０次光の領域１８ｄと−１次回折光の領域２０ｇ、０次光の領域１８ｆと−１次回折光の領域２０ｅ、０次光の領域１８ｈと−１次回折光の領域２０ｃがそれぞれ重なっている。領域１８ｇと領域１９ｄの間、領域１８ｅと領域１９ｆの間、領域１８ｃと領域１９ｈの間では光の位相が互いにπだけずれており、領域１８ｄと領域２０ｇの間、領域１８ｆと領域２０ｅの間、領域１８ｈと領域２０ｃの間では光の位相が互いにπだけずれている。したがって、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。
【００６４】
レンズシフトがあると、領域１８ａ〜１８ｈのうち隣接する二つの領域の境界、領域１９ａ〜１９ｈのうち隣接する二つの領域の境界、領域２０ａ〜２０ｈのうち隣接する二つの領域の境界が、レンズシフトの向きに応じて図２の左側又は右側へずれる。これらの境界が図２の左側へずれるとすると、０次光の領域１８ｇと＋１次回折光の領域１９ｄとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域１８ｅと＋１次回折光の領域１９ｆとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ｃと＋１次回折光の領域１９ｈとが重なる部分の幅は広くなり、０次光の領域１８ｄと−１次回折光の領域２０ｇとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域１８ｆと−１次回折光の領域２０ｅとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ｈと−１次回折光の領域２０ｃとが重なる部分の幅は広くなる。
【００６５】
上述の理由により、図４（ａ）と図４（ｂ）を比較するとわかるように、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転している。しかも、レンズシフト量に依存せず、サブビームのプッシュプル信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。
【００６６】
一方、図４（ａ）、図４（ｂ）のいずれにおいても、レンズシフトがあるとプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じており、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加している。ここではオフセットの符号は負であるが、レンズシフトの向きが逆になるとオフセットの符号は正になる。
【００６７】
図５に、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す。計算条件は図４で述べた条件と同じである。図５（ａ）はオフトラック量と差動プッシュプル法によるトラック誤差信号との関係、図５（ｂ）はオフトラック量とレンズ位置信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。
【００６８】
図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されている。メインビーム、サブビームの和信号をそれぞれＳＵＭＭ、ＳＵＭＳとすると、図４（ａ）、図４（ｂ）の縦軸はそれぞれＰＰＭ／ＳＵＭＭ、ＰＰＳ／ＳＵＭＳで与えられる。ここでα＝β＝ＳＵＭＭ／ＳＵＭＳとすると、図５（ａ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ−ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＴＥ／（ＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳ）、図５（ｂ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ＋ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＬＰ／（ＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳ）である。すなわち、図５（ａ）の縦軸はＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳで規格化されており、図５（ｂ）の縦軸はＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳで規格化されている。
【００６９】
図５（ａ）においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られている。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は一定である。
【００７０】
一方、図５（ｂ）においては、レンズシフト量に依存せず、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られている。
【００７１】
図６に、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す。計算条件としては、図３で述べた条件に加え、ディスク７の溝の深さを０．１８λとした。図６（ａ）はオフトラック量とメインビームのプッシュプル信号との関係、図６（ｂ）はオフトラック量とサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されており、図の縦軸はディスク７に溝がない場合の和信号のレベルで規格化されている。
【００７２】
図３においては、０次光の領域１８ｇと＋１次回折光の領域１９ａ、０次光の領域１８ｅと＋１次回折光の領域１９ｂ、０次光の領域１８ｃと＋１次回折光の領域１９ｄ、０次光の領域１８ａと＋１次回折光の領域１９ｆ、０次光の領域１８ｂと＋１次回折光の領域１９ｈがそれぞれ重なっており、０次光の領域１８ａと−１次回折光の領域２０ｇ、０次光の領域１８ｂと−１次回折光の領域２０ｅ、０次光の領域１８ｄと−１次回折光の領域２０ｃ、０次光の領域１８ｆと−１次回折光の領域２０ａ、０次光の領域１８ｈと−１次回折光の領域２０ｂがそれぞれ重なっている。領域１８ｇと領域１９ａの間、領域１８ｅと領域１９ｂの間、領域１８ｃと領域１９ｄの間、領域１８ａと領域１９ｆの間、領域１８ｂと領域１９ｈの間では光の位相が互いにπだけずれており、領域１８ａと領域２０ｇの間、領域１８ｂと領域２０ｅの間、領域１８ｄと領域２０ｃの間、領域１８ｆと領域２０ａの間、領域１８ｈと領域２０ｂの間では光の位相が互いにπだけずれている。したがって、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。
【００７３】
レンズシフトがあると、領域１８ａ〜１８ｈのうち隣接する二つの領域の境界、領域１９ａ〜１９ｈのうち隣接する二つの領域の境界、領域２０ａ〜２０ｈのうち隣接する二つの領域の境界が、レンズシフトの向きに応じて図３の左側又は右側へずれる。これらの境界が図３の左側へずれるとすると、０次光の領域１８ｇと＋１次回折光の領域１９ａとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域１８ｅと＋１次回折光の領域１９ｂとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ｃと＋１次回折光の領域１９ｄとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ａと＋１次回折光の領域１９ｆとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ｂと＋１次回折光の領域１９ｈとが重なる部分の幅は広くなり、０次光の領域１８ａと−１次回折光の領域２０ｇとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域１８ｂと−１次回折光の領域２０ｅとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ｄと−１次回折光の領域２０ｃとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ｆと−１次回折光の領域２０ａとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域１８ｈと−１次回折光の領域２０ｂとが重なる部分の幅は広くなる。
【００７４】
上述の理由により、図６（ａ）と図６（ｂ）を比較するとわかるように、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転している。しかも、レンズシフト量に依存せず、サブビームのプッシュプル信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。
【００７５】
一方、図６（ａ）、図６（ｂ）のいずれにおいても、レンズシフトがあるとプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じており、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加している。ここではオフセットの符号は負であるが、レンズシフトの向きが逆になるとオフセットの符号は正になる。
【００７６】
図７に、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す。計算条件は図６で述べた条件と同じである。図７（ａ）はオフトラック量と差動プッシュプル法によるトラック誤差信号との関係、図７（ｂ）はオフトラック量とレンズ位置信号との関係を示している。また、図中の白色の丸はレンズシフト量が０μｍの場合、灰色の丸はレンズシフト量が１００μｍの場合、黒色の丸はレンズシフト量が２００μｍの場合の計算結果である。
【００７７】
図の横軸はディスク７の溝のピッチで規格化されている。メインビーム、サブビームの和信号をそれぞれＳＵＭＭ、ＳＵＭＳとすると、図６（ａ）、図６（ｂ）の縦軸はそれぞれＰＰＭ／ＳＵＭＭ、ＰＰＳ／ＳＵＭＳで与えられる。ここでα＝β＝ＳＵＭＭ／ＳＵＭＳとすると、図７（ａ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ−ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＴＥ／（ＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳ）、図７（ｂ）の縦軸は（ＰＰＭ／ＳＵＭＭ＋ＰＰＳ／ＳＵＭＳ）／２＝ＬＰ／（ＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳ）である。すなわち、図７（ａ）の縦軸はＳＵＭＭ＋α・ＳＵＭＳで規格化されており、図７（ｂ）の縦軸はＳＵＭＭ＋β・ＳＵＭＳで規格化されている。
【００７８】
図７（ａ）においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られている。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は殆んど一定である。
【００７９】
一方、図７（ｂ）においては、レンズシフトがないと、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られている。また、レンズシフトがあっても、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、溝横断雑音がかなり相殺され、溝横断雑音が小さいかなり良好なレンズ位置信号が得られている。レンズ位置信号の直流成分に対する溝横断雑音の振幅の比は、約０．５９と小さい。
【００８０】
このように、本発明の光ヘッド装置の第一実施形態においては、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式の光記録媒体と、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式の光記録媒体との両方に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られる。
【００８１】
本発明の光ヘッド装置の第二実施形態は、図１４に示す光ヘッド装置における回折光学素子３ｅを、回折光学素子３ｂに置き換えたものである。
【００８２】
図８は回折光学素子３ｂの平面図である。回折光学素子３ｂは、入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な六本の直線によって、領域１２ａ〜１２ｇの七つに分割された回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向はいずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンはいずれも等間隔の直線状である。領域１２ａ〜１２ｇにおける格子の間隔は全て等しい。領域１２ａ、１２ｄ、１２ｅにおける格子の位相と領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｆ、１２ｇにおける格子の位相とは、互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【００８３】
ここで、半導体レーザ１の波長をλ、格子の屈折率をｎ、格子の高さをｈとし、ｈ＝０．１１５λ／（ｎ−１）であるとする。このとき、格子の透過率は約８７．５％、±１次回折効率はそれぞれ約５．１％となる。すなわち、領域１２ａ〜１２ｇに入射した光は０次光として約８７．５％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。領域１２ａ、１２ｄ、１２ｅからの＋１次回折光の位相と領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｆ、１２ｇからの＋１次回折光の位相とは互いにπだけずれ、同様に領域１２ａ、１２ｄ、１２ｅからの−１次回折光の位相と領域１２ｂ、１２ｃ、１２ｆ、１２ｇからの−１次回折光の位相とは互いにπだけずれる。
【００８４】
ディスク７上には、回折光学素子３ｂからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する三つの集光スポットが形成される。三つの集光スポットはディスク７の同一のトラック上に配置される。
【００８５】
本実施形態における光検出器１０の受光部のパタンと光検出器１０上の光スポットの配置とは、図１６に示すものと同じである。本実施形態においては、図１４に示す光ヘッド装置において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、メインビームのプッシュプル信号、サブビームのプッシュプル信号、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、レンズ位置信号、ＲＦ信号が得られる。
【００８６】
図９に、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射したサブビーム及びディスク７で回折されたサブビームの位相を示す。ただし、サブビームである集光スポットは、ディスク７のトラックの中心に位置しているとする。領域２１ａ〜２１ｇは、ディスク７で０次光として反射したサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｂの領域１２ａ〜１２ｇからの回折光に相当する。領域２２ａ〜２２ｇは、ディスク７で＋１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｂの領域１２ａ〜１２ｇからの回折光に相当する。領域２３ａ〜２３ｇは、ディスク７で−１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｂの領域１２ａ〜１２ｇからの回折光に相当する。図中に＋と記載されている領域と−と記載されている領域との間では、光の位相が互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【００８７】
図中のＲは対物レンズ６の有効半径、Ｄ１はディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとの対物レンズ６の瞳面上における中心間の距離、Ｌ１は回折光学素子３ｂの光軸から領域１２ｂと領域１２ａの境界及び領域１２ａと領域１２ｃの境界までの距離、Ｌ２は回折光学素子３ｂの光軸から領域１２ｄと領域１２ｂの境界及び領域１２ｃと領域１２ｅの境界までの距離、Ｌ３は回折光学素子３ｂの光軸から領域１２ｆと領域１２ｄの境界及び領域１２ｅと領域１２ｇの境界までの距離である。
【００８８】
半導体レーザ１の波長をλ、対物レンズ６の焦点距離をｆ、対物レンズ６の開口数をＮＡ、グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ１、ランド／グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ２とすると、Ｒ＝ｆ・ＮＡ、Ｄ１＝ｆ・λ／Ｔｐ１が成り立つ。また、Ｌ１＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ２−１／２Ｔｐ１）、Ｌ２＝ｆ・λ／２Ｔｐ２、Ｌ３＝ｆ・λ／２Ｔｐ１である。ここで、λ＝４０５ｎｍ、ｆ＝３．０５ｍｍ、ＮＡ＝０．６５、Ｔｐ１＝０．４μｍ、Ｔｐ２＝０．６８μｍとすると、Ｒ＝１．９８ｍｍ、Ｄ１＝３．０９ｍｍ、Ｌ１＝０．２７ｍｍ、Ｌ２＝０．９１ｍｍ、Ｌ３＝１．５５ｍｍとなる。なお、回折光学素子３ｂから対物レンズ６までの間にレンズ系が挿入されている場合、回折光学素子３ｂ上におけるＬ１〜Ｌ３の値には、上に述べたＬ１〜Ｌ３の値に対し、レンズ系の倍率に応じた補正が行われる。
【００８９】
図１０に、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射したサブビーム及びディスク７で回折されたサブビームの位相を示す。ただし、サブビームである集光スポットは、ディスク７のトラックの中心に位置しているとする。領域２１ａ〜２１ｇは、ディスク７で０次光として反射したサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｂの領域１２ａ〜１２ｇからの回折光に相当する。領域２２ａ〜２２ｇは、ディスク７で＋１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｂの領域１２ａ〜１２ｇからの回折光に相当する。領域２３ａ〜２３ｇは、ディスク７で−１次回折光として回折されたサブビームのうち、それぞれ回折光学素子３ｂの領域１２ａ〜１２ｇからの回折光に相当する。図中に＋と記載されている領域と−と記載されている領域との間では、光の位相が互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【００９０】
図中のＲは対物レンズ６の有効半径、Ｄ２はディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとの対物レンズ６の瞳面上における中心間の距離、Ｌ１は回折光学素子３ｂの光軸から領域１２ｂと領域１２ａの境界及び領域１２ａと領域１２ｃの境界までの距離、Ｌ２は回折光学素子３ｂの光軸から領域１２ｄと領域１２ｂの境界及び領域１２ｃと領域１２ｅの境界までの距離、Ｌ３は回折光学素子３ｂの光軸から領域１２ｆと領域１２ｄの境界及び領域１２ｅと領域１２ｇの境界までの距離である。
【００９１】
半導体レーザ１の波長をλ、対物レンズ６の焦点距離をｆ、対物レンズ６の開口数をＮＡ、グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ１、ランド／グルーブ記録方式のディスク７の溝のピッチをＴｐ２とすると、Ｒ＝ｆ・ＮＡ、Ｄ２＝ｆ・λ／Ｔｐ２が成り立つ。また、Ｌ１＝ｆ・λ・（１／Ｔｐ２−１／２Ｔｐ１）、Ｌ２＝ｆ・λ／２Ｔｐ２、Ｌ３＝ｆ・λ／２Ｔｐ１である。ここで、λ＝４０５ｎｍ、ｆ＝３．０５ｍｍ、ＮＡ＝０．６５、Ｔｐ１＝０．４μｍ、Ｔｐ２＝０．６８μｍとすると、Ｒ＝１．９８ｍｍ、Ｄ２＝１．８２ｍｍ、Ｌ１＝０．２７ｍｍ、Ｌ２＝０．９１ｍｍ、Ｌ３＝１．５５ｍｍとなる。なお、回折光学素子３ｂから対物レンズ６までの間にレンズ系が挿入されている場合、回折光学素子３ｂ上におけるＬ１〜Ｌ３の値には、上に述べたＬ１〜Ｌ３の値に対し、レンズ系の倍率に応じた補正が行われる。
【００９２】
プッシュプル信号は、ディスク７で反射した光とディスク７で回折された光とが重なる部分において両者が干渉し、それぞれの位相によって干渉した光の強度が変化することを利用して検出される。ディスク７で反射したサブビームとディスク７で回折されたサブビームとが重なる部分において、両者の位相が互いにπだけずれていると、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。一方、両者の位相が一致していると、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が一致する。
【００９３】
ディスク７が溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクである場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例は、図４に示す計算例と同じである。
【００９４】
図９においては、０次光の領域２１ｆと＋１次回折光の領域２２ｅ、０次光の領域２１ｄと＋１次回折光の領域２２ｇがそれぞれ重なっており、０次光の領域２１ｅと−１次回折光の領域２３ｆ、０次光の領域２１ｇと−１次回折光の領域２３ｄがそれぞれ重なっている。領域２１ｆと領域２２ｅの間、領域２１ｄと領域２２ｇの間では光の位相が互いにπだけずれており、領域２１ｅと領域２３ｆの間、領域２１ｇと領域２３ｄの間では光の位相が互いにπだけずれている。したがって、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。
【００９５】
レンズシフトがあると、領域２１ａ〜２１ｇのうち隣接する二つの領域の境界、領域２２ａ〜２２ｇのうち隣接する二つの領域の境界、領域２３ａ〜２３ｇのうち隣接する二つの領域の境界が、レンズシフトの向きに応じて図９の左側又は右側へずれる。これらの境界が図９の左側へずれるとすると、０次光の領域２１ｆと＋１次回折光の領域２２ｅとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域２１ｄと＋１次回折光の領域２２ｇとが重なる部分の幅は広くなり、０次光の領域２１ｅと−１次回折光の領域２３ｆとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域２１ｇと−１次回折光の領域２３ｄとが重なる部分の幅は広くなる。
【００９６】
上述の理由により、図４（ａ）と図４（ｂ）を比較するとわかるように、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転している。しかも、レンズシフト量に依存せず、サブビームのプッシュプル信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。
【００９７】
一方、図４（ａ）、図４（ｂ）のいずれにおいても、レンズシフトがあるとプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じており、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加している。ここではオフセットの符号は負であるが、レンズシフトの向きが逆になるとオフセットの符号は正になる。
【００９８】
ディスク７が溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクである場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例は、図５に示す計算例と同じである。
【００９９】
図５（ａ）においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られている。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は一定である。
【０１００】
一方、図５（ｂ）においては、レンズシフト量に依存せず、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られている。
【０１０１】
ディスク７が溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクである場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例は、図６に示す計算例と同じである。
【０１０２】
図１０においては、０次光の領域２１ｆと＋１次回折光の領域２２ａ、０次光の領域２１ｄと＋１次回折光の領域２２ｃ、０次光の領域２１ｂと＋１次回折光の領域２２ｅ、０次光の領域２１ａと＋１次回折光の領域２２ｇがそれぞれ重なっており、０次光の領域２１ａと−１次回折光の領域２３ｆ、０次光の領域２１ｃと−１次回折光の領域２３ｄ、０次光の領域２１ｅと−１次回折光の領域２３ｂ、０次光の領域２１ｇと−１次回折光の領域２３ａがそれぞれ重なっている。領域２１ｆと領域２２ａの間、領域２１ｄと領域２２ｃの間、領域２１ｂと領域２２ｅの間、領域２１ａと領域２２ｇの間では光の位相が互いにπだけずれており、領域２１ａと領域２３ｆの間、領域２１ｃと領域２３ｄの間、領域２１ｅと領域２３ｂの間、領域２１ｇと領域２３ａの間では光の位相が互いにπだけずれている。したがって、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。
【０１０３】
レンズシフトがあると、領域２１ａ〜２１ｇのうち隣接する二つの領域の境界、領域２２ａ〜２２ｇのうち隣接する二つの領域の境界、領域２３ａ〜２３ｇのうち隣接する二つの領域の境界が、レンズシフトの向きに応じて図１０の左側又は右側へずれる。これらの境界が図１０の左側へずれるとすると、０次光の領域２１ｆと＋１次回折光の領域２２ａとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域２１ｄと＋１次回折光の領域２２ｃとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域２１ｂと＋１次回折光の領域２２ｅとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域２１ａと＋１次回折光の領域２２ｇとが重なる部分の幅は広くなり、０次光の領域２１ａと−１次回折光の領域２３ｆとが重なる部分の幅は狭くなり、０次光の領域２１ｃと−１次回折光の領域２３ｄとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域２１ｅと−１次回折光の領域２３ｂとが重なる部分の幅は変わらず、０次光の領域２１ｇと−１次回折光の領域２３ａとが重なる部分の幅は広くなる。
【０１０４】
上述の理由により、図６（ａ）と図６（ｂ）を比較するとわかるように、サブビームのプッシュプル信号は、メインビームのプッシュプル信号に対して極性が反転している。しかも、レンズシフト量に依存せず、サブビームのプッシュプル信号の振幅はメインビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。
【０１０５】
一方、図６（ａ）、図６（ｂ）のいずれにおいても、レンズシフトがあるとプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じており、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加している。ここではオフセットの符号は負であるが、レンズシフトの向きが逆になるとオフセットの符号は正になる。
【０１０６】
ディスク７が溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクである場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例は、図７に示す計算例と同じである。
【０１０７】
図７（ａ）においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られている。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は殆んど一定である。
【０１０８】
一方、図７（ｂ）においては、レンズシフトがないと、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られている。また、レンズシフトがあっても、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、溝横断雑音がかなり相殺され、溝横断雑音が小さいかなり良好なレンズ位置信号が得られている。レンズ位置信号の直流成分に対する溝横断雑音の振幅の比は、約０．５９と小さい。
【０１０９】
このように、本発明の光ヘッド装置の第二実施形態においては、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式の光記録媒体と、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式の光記録媒体との両方に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られる。
【０１１０】
本発明の光ヘッド装置の第三実施形態は、図１４に示す光ヘッド装置における回折光学素子３ｅを、回折光学素子３ｃに置き換えたものである。
【０１１１】
図１１は回折光学素子３ｃの平面図である。回折光学素子３ｃは、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線の上側には、入射光の光軸を通りディスク７の接線方向に平行な直線と射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な六本の直線とによって、領域１３ａ〜１３ｈの八つに分割された回折格子が形成されており、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線の下側には、単一の領域１３ｉから成る回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向はいずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンはいずれも等間隔の直線状である。領域１３ａ〜１３ｉにおける格子の間隔は全て等しい。領域１３ａ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｈにおける格子の位相と領域１３ｂ、１３ｃ、１３ｆ、１３ｇにおける格子の位相とは、互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【０１１２】
ここで、半導体レーザ１の波長をλ、格子の屈折率をｎ、格子の高さをｈとし、ｈ＝０．１１５λ／（ｎ−１）であるとする。このとき、格子の透過率は約８７．５％、±１次回折効率はそれぞれ約５．１％となる。すなわち、領域１３ａ〜１３ｉに入射した光は０次光として約８７．５％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。領域１３ａ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｈからの＋１次回折光の位相と領域１３ｂ、１３ｃ、１３ｆ、１３ｇからの＋１次回折光の位相とは互いにπだけずれ、同様に領域１３ａ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｈからの−１次回折光の位相と領域１３ｂ、１３ｃ、１３ｆ、１３ｇからの−１次回折光の位相とは互いにπだけずれる。
【０１１３】
ディスク７上には、回折光学素子３ｃからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する三つの集光スポットが形成される。三つの集光スポットはディスク７の同一のトラック上に配置される。
【０１１４】
本実施形態における光検出器１０の受光部のパタンと光検出器１０上の光スポットの配置とは、図１６に示すものと同じである。
【０１１５】
受光部１７ａ〜１７ｌからの出力をそれぞれＶ１７ａ〜Ｖ１７ｌで表わすと、フォーカス誤差信号は非点収差法により、ＦＥ＝（Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｄ）−（Ｖ１７ｂ＋Ｖ１７ｃ）の演算から得られる。サブビームである光スポット１６ｂ、１６ｃのうち回折光学素子３ｃの領域１３ｉからの回折光（下半分のサブビーム）によるプッシュプル信号は、ＰＰＳＬ＝（Ｖ１７ｆ＋Ｖ１７ｊ）−（Ｖ１７ｈ＋Ｖ１７ｌ）の演算から得られる。サブビームである光スポット１６ｂ、１６ｃのうち回折光学素子３ｃの領域１３ａ〜１３ｈからの回折光（上半分のサブビーム）によるプッシュプル信号は、ＰＰＳＵ＝（Ｖ１７ｅ＋Ｖ１７ｉ）−（Ｖ１７ｇ＋Ｖ１７ｋ）の演算から得られる。差動プッシュプル法によるトラック誤差信号は、ＴＥ＝ＰＰＳＬ−ＰＰＳＵの演算から得られる。レンズ位置信号は、ＬＰ＝ＰＰＳＬ＋ＰＰＳＵの演算から得られる。また、ＲＦ信号は、ＲＦ＝Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｂ＋Ｖ１７ｃ＋Ｖ１７ｄの演算から得られる。
【０１１６】
溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射した上半分のサブビーム及びディスク７で回折された上半分のサブビームの位相は、図２に示す位相と同じである。
【０１１７】
溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射した上半分のサブビーム及びディスク７で回折された上半分のサブビームの位相は、図３に示す位相と同じである。
【０１１８】
溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例は、図４に示す計算例と同じである。ただし、図４（ａ）はオフトラック量と下半分のサブビームのプッシュプル信号との関係、図４（ｂ）はオフトラック量と上半分のサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。
【０１１９】
本実施形態においては、第一実施形態において説明した理由と同様の理由により、上半分のサブビームのプッシュプル信号は、下半分のサブビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。しかも、レンズシフト量に依存せず、上半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅は下半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。さらに、レンズシフトがあると下半分のサブビームのプッシュプル信号、上半分のサブビームのプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じ、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加する。
【０１２０】
溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例は、図５に示す計算例と同じである。
【０１２１】
本実施形態においては、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られる。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は一定である。
【０１２２】
さらに、レンズシフト量に依存せず、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られる。
【０１２３】
溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例は、図６に示す計算例と同じである。ただし、図６（ａ）はオフトラック量と下半分のサブビームのプッシュプル信号との関係、図６（ｂ）はオフトラック量と上半分のサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。
【０１２４】
本実施形態においては、第一実施形態において説明した理由と同様の理由により、上半分のサブビームのプッシュプル信号は、下半分のサブビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。しかも、レンズシフト量に依存せず、上半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅は下半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。さらに、レンズシフトがあると下半分のサブビームのプッシュプル信号、上半分のサブビームのプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じ、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加する。
【０１２５】
溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例は、図７に示す計算例と同じである。
【０１２６】
本実施形態においては、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られる。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は殆んど一定である。
【０１２７】
さらに、レンズシフトがないと、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られる。また、レンズシフトがあっても、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、溝横断雑音がかなり相殺され、溝横断雑音が小さいかなり良好なレンズ位置信号が得られる。
【０１２８】
このように、本発明の光ヘッド装置の第三実施形態においては、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式の光記録媒体と、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式の光記録媒体との両方に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られる。
【０１２９】
ディスク７の偏芯等により、ディスク７上の三つの集光スポットの中心を結ぶ直線がディスク７のトラックに対して平行でなくなると、メインビームのプッシュプル信号の振幅は変化しないが、サブビームのプッシュプル信号の振幅は低下する。このとき、第一実施形態においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をトラック誤差信号、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をレンズ位置信号とするため、トラック誤差信号の振幅が低下し、レンズ位置信号に溝横断雑音が残留する。しかし、第三実施形態においては、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との差をトラック誤差信号、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をレンズ位置信号とするため、トラック誤差信号の振幅が低下せず、レンズ位置信号に溝横断雑音が残留しない。
【０１３０】
本発明の光ヘッド装置の第四実施形態は、図１４に示す光ヘッド装置における回折光学素子３ｅを、回折光学素子３ｄに置き換えたものである。
【０１３１】
図１２は回折光学素子３ｄの平面図である。回折光学素子３ｄは、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線の上側には、入射光の光軸に関して対称でディスク７の接線方向に平行な六本の直線によって、領域１４ａ〜１４ｇの七つに分割された回折格子が形成されており、入射光の光軸を通りディスク７の半径方向に平行な直線の下側には、単一の領域１４ｈから成る回折格子が形成された構成である。回折格子における格子の方向はいずれもディスク７の半径方向に平行であり、格子のパタンはいずれも等間隔の直線状である。領域１４ａ〜１４ｈにおける格子の間隔は全て等しい。領域１４ａ、１４ｄ、１４ｅにおける格子の位相と領域１４ｂ、１４ｃ、１４ｆ、１４ｇにおける格子の位相とは、互いにπだけずれている。なお、図中に点線で示されているのは対物レンズ６の有効径である。
【０１３２】
ここで、半導体レーザ１の波長をλ、格子の屈折率をｎ、格子の高さをｈとし、ｈ＝０．１１５λ／（ｎ−１）であるとする。このとき、格子の透過率は約８７．５％、±１次回折効率はそれぞれ約５．１％となる。すなわち、領域１４ａ〜１４ｈに入射した光は０次光として約８７．５％が透過し、±１次回折光としてそれぞれ約５．１％が回折される。領域１４ａ、１４ｄ、１４ｅからの＋１次回折光の位相と領域１４ｂ、１４ｃ、１４ｆ、１４ｇからの＋１次回折光の位相とは互いにπだけずれ、同様に領域１４ａ、１４ｄ、１４ｅからの−１次回折光の位相と領域１４ｂ、１４ｃ、１４ｆ、１４ｇからの−１次回折光の位相とは互いにπだけずれる。
【０１３３】
ディスク７上には、回折光学素子３ｄからの０次光、＋１次回折光、−１次回折光に相当する三つの集光スポットが形成される。三つの集光スポットはディスク７の同一のトラック上に配置される。
【０１３４】
本実施形態における光検出器１０の受光部のパタンと光検出器１０上の光スポットの配置とは、図１６に示すものと同じである。本実施形態においては、第三実施形態において説明した方法と同様の方法により、フォーカス誤差信号、下半分のサブビームのプッシュプル信号、上半分のサブビームのプッシュプル信号、差動プッシュプル法によるトラック誤差信号、レンズ位置信号、ＲＦ信号が得られる。
【０１３５】
溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射した上半分のサブビーム及びディスク７で回折された上半分のサブビームの位相は、図９に示す位相と同じである。
【０１３６】
溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、ディスク７で反射した上半分のサブビーム及びディスク７で回折された上半分のサブビームの位相は、図１０に示す位相と同じである。
【０１３７】
溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例は、図４に示す計算例と同じである。ただし、図４（ａ）はオフトラック量と下半分のサブビームのプッシュプル信号との関係、図４（ｂ）はオフトラック量と上半分のサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。
【０１３８】
本実施形態においては、第二実施形態において説明した理由と同様の理由により、上半分のサブビームのプッシュプル信号は、下半分のサブビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。しかも、レンズシフト量に依存せず、上半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅は下半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。さらに、レンズシフトがあると下半分のサブビームのプッシュプル信号、上半分のサブビームのプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じ、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加する。
【０１３９】
溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例は、図５に示す計算例と同じである。
【０１４０】
本実施形態においては、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られる。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は一定である。
【０１４１】
さらに、レンズシフト量に依存せず、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られる。
【０１４２】
溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例は、図６に示す計算例と同じである。ただし、図６（ａ）はオフトラック量と下半分のサブビームのプッシュプル信号との関係、図６（ｂ）はオフトラック量と上半分のサブビームのプッシュプル信号との関係を示している。
【０１４３】
本実施形態においては、第二実施形態において説明した理由と同様の理由により、上半分のサブビームのプッシュプル信号は、下半分のサブビームのプッシュプル信号に対して極性が反転する。しかも、レンズシフト量に依存せず、上半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅は下半分のサブビームのプッシュプル信号の振幅に等しい。さらに、レンズシフトがあると下半分のサブビームのプッシュプル信号、上半分のサブビームのプッシュプル信号に同符号のオフセットが生じ、レンズシフト量の増加に伴いオフセット量も増加する。
【０１４４】
溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクをディスク７として用いた場合の、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例は、図７に示す計算例と同じである。
【０１４５】
本実施形態においては、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との差をとることにより、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットが相殺され、レンズシフトがあってもオフセットを生じない良好なトラック誤差信号が得られる。しかも、レンズシフト量に依存せず、トラック誤差信号の振幅は殆んど一定である。
【０１４６】
さらに、レンズシフトがないと、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、オフトラック量に依存して変化する成分（溝横断雑音）が相殺され、溝横断雑音がない良好なレンズ位置信号が得られる。また、レンズシフトがあっても、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をとることにより、溝横断雑音がかなり相殺され、溝横断雑音が小さいかなり良好なレンズ位置信号が得られる。
【０１４７】
このように、本発明の光ヘッド装置の第四実施形態においては、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式の光記録媒体と、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式の光記録媒体との両方に対し、レンズシフトがあっても良好なトラック誤差信号及びレンズ位置信号が得られる。
【０１４８】
ディスク７の偏芯等により、ディスク７上の三つの集光スポットの中心を結ぶ直線がディスク７のトラックに対して平行でなくなると、メインビームのプッシュプル信号の振幅は変化しないが、サブビームのプッシュプル信号の振幅は低下する。このとき、第二実施形態においては、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との差をトラック誤差信号、メインビームのプッシュプル信号とサブビームのプッシュプル信号との和をレンズ位置信号とするため、トラック誤差信号の振幅が低下し、レンズ位置信号に溝横断雑音が残留する。しかし、第四実施形態においては、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との差をトラック誤差信号、下半分のサブビームのプッシュプル信号と上半分のサブビームのプッシュプル信号との和をレンズ位置信号とするため、トラック誤差信号の振幅が低下せず、レンズ位置信号に溝横断雑音が残留しない。
【０１４９】
図１３に本発明の光学式情報記録再生装置の実施形態を示す。本実施形態は、本発明の光ヘッド装置の第一実施形態に、コントローラ２７、変調回路２８、記録信号生成回路２９、半導体レーザ駆動回路３０、増幅回路３１、再生信号処理回路３２、復調回路３３、誤差信号生成回路３４、対物レンズ駆動回路３５を付加したものである。
【０１５０】
変調回路２８は、ディスク７へ記録すべきデータを変調規則に従って変調する。記録信号生成回路２９は、変調回路２８で変調された信号を基に、記録ストラテジに従って半導体レーザ１を駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路３０は、記録信号生成回路２９で生成された記録信号を基に、半導体レーザ１へ記録信号に応じた電流を供給して半導体レーザ１を駆動する。これによりディスク７へのデータの記録が行われる。
【０１５１】
一方、増幅回路３１は、光検出器１０の各受光部からの出力を増幅する。再生信号処理回路３２は、増幅回路３１で増幅された信号を基に、ＲＦ信号の生成、波形等化及び２値化を行う。復調回路３３は、再生信号処理回路３２で２値化された信号を復調規則に従って復調する。これによりディスク７からのデータの再生が行われる。
【０１５２】
また、誤差信号生成回路３４は、増幅回路３１で増幅された信号を基に、フォーカス誤差信号及びトラック誤差信号の生成を行う。対物レンズ駆動回路３５は、誤差信号生成回路３４で生成された誤差信号を基に、対物レンズ６を駆動する図示しないアクチュエータへ誤差信号に応じた電流を供給して対物レンズ６を駆動する。
【０１５３】
さらに、ディスク７を除く光学系は図示しないポジショナによりディスク７の半径方向へ駆動され、ディスク７は図示しないスピンドルにより回転駆動される。これによりフォーカス、トラック、ポジショナ及びスピンドルのサーボが行われる。
【０１５４】
変調回路２８から半導体レーザ駆動回路３０までのデータの記録に関わる回路、増幅回路３１から復調回路３３までのデータの再生に関わる回路、及び増幅回路３１から対物レンズ駆動回路３５までのサーボに関わる回路は、コントローラ２７により制御される。
【０１５５】
本実施形態は、ディスク７に対して記録及び再生を行う記録再生装置である。これに対し、本発明の光学式情報記録再生装置の実施形態としては、ディスク７に対して再生のみを行う再生専用装置も考えられる。この場合、半導体レーザ１は、半導体レーザ駆動回路３０により記録信号に基づいて駆動されるのではなく、出射光のパワーが一定の値になるように駆動される。
【０１５６】
本発明の光学式情報記録再生装置の実施形態としては、本発明の光ヘッド装置の第二〜第四実施形態に、コントローラ２７、変調回路２８、記録信号生成回路２９、半導体レーザ駆動回路３０、増幅回路３１、再生信号処理回路３２、復調回路３３、誤差信号生成回路３４、対物レンズ駆動回路３５を付加した形態も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５７】
【図１】本発明の光ヘッド装置の第一実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図２】第一実施形態において、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクについての、ディスクで反射したサブビーム及びディスクで回折されたサブビームの位相を示す図である。
【図３】第一実施形態において、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクについての、ディスクで反射したサブビーム及びディスクで回折されたサブビームの位相を示す図である。
【図４】第一実施形態において、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す図である。
【図５】第一実施形態において、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す図である。
【図６】第一実施形態において、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す図である。
【図７】第一実施形態において、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す図である。
【図８】本発明の光ヘッド装置の第二実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図９】第二実施形態において、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクについての、ディスクで反射したサブビーム及びディスクで回折されたサブビームの位相を示す図である。
【図１０】第二実施形態において、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクについての、ディスクで反射したサブビーム及びディスクで回折されたサブビームの位相を示す図である。
【図１１】本発明の光ヘッド装置の第三実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１２】本発明の光ヘッド装置の第四実施形態における回折光学素子の平面図である。
【図１３】本発明の光学式情報記録再生装置の一実施形態を示す図である。
【図１４】従来の光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図１５】従来の光ヘッド装置における回折光学素子の平面図である。
【図１６】従来の光ヘッド装置における光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光スポットの配置とを示す図である。
【図１７】従来の光ヘッド装置において、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクについての、ディスクで反射したサブビーム及びディスクで回折されたサブビームの位相を示す図である。
【図１８】従来の光ヘッド装置において、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクについての、ディスクで反射したサブビーム及びディスクで回折されたサブビームの位相を示す図である。
【図１９】従来の光ヘッド装置において、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す図である。
【図２０】従来の光ヘッド装置において、溝のピッチが狭いグルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す図である。
【図２１】従来の光ヘッド装置において、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とプッシュプル信号との関係の計算例を示す図である。
【図２２】従来の光ヘッド装置において、溝のピッチが広いランド／グルーブ記録方式のディスクについての、オフトラック量とトラック誤差信号及びレンズ位置信号との関係の計算例を示す図である。
【符号の説明】
【０１５８】
１  半導体レーザ
２  コリメータレンズ
３ａ〜３ｅ  回折光学素子
４  偏光ビームスプリッタ
５  １／４波長板
６  対物レンズ
７  ディスク
８  円筒レンズ
９  レンズ
１０  光検出器
１１ａ〜１１ｈ  領域
１２ａ〜１２ｇ  領域
１３ａ〜１３ｉ  領域
１４ａ〜１４ｈ  領域
１５ａ、１５ｂ  領域
１６ａ〜１６ｃ  光スポット
１７ａ〜１７ｌ  受光部
１８ａ〜１８ｈ  領域
１９ａ〜１９ｈ  領域
２０ａ〜２０ｈ  領域
２１ａ〜２１ｇ  領域
２２ａ〜２２ｇ  領域
２３ａ〜２３ｇ  領域
２４ａ、２４ｂ  領域
２５ａ、２５ｂ  領域
２６ａ、２６ｂ  領域
２７  コントローラ
２８  変調回路
２９  記録信号生成回路
３０  半導体レーザ駆動回路
３１  増幅回路
３２  再生信号処理回路
３３  復調回路
３４  誤差信号生成回路
３５  対物レンズ駆動回路
【図１】
2005353187.tif 000003
【図２】
2005353187.tif 000004
【図３】
2005353187.tif 000005
【図８】
2005353187.tif 000006
【図９】
2005353187.tif 000007
【図１０】
2005353187.tif 000008
【図１１】
2005353187.tif 000009
【図１２】
2005353187.tif 000010
【図１３】
2005353187.tif 000011
【図１４】
2005353187.tif 000012
【図１５】
2005353187.tif 000013
【図１６】
2005353187.tif 000014
【図１７】
2005353187.tif 000015
【図１８】
2005353187.tif 000016
【図４】
2005353187.tif 000017
【図５】
2005353187.tif 000018
【図６】
2005353187.tif 000019
【図７】
2005353187.tif 000020
【図１９】
2005353187.tif 000021
【図２０】
2005353187.tif 000022
【図２１】
2005353187.tif 000023
【図２２】
2005353187.tif 000024